de connaître avec précision la luminance émise par la source, nous remplaçons l’échantillon
par un miroir en Argent de réflectivité connue. Tous les éléments sont placés dans une
enceinte sous atmosphère d’Argon afin d’éviter l’oxydation de l’échantillon.
Echantillon
MiroirenArgent
(référence)
translation
Sourcehalogène
150W
(0,3µm‐2,5µm)
CaméraPrincetonInstruments
Si(0,3µm–1,1µm)
Enceinte
sous
atmosphère
d’argon
θ
θ
Bloc decuivre
RégulationPID.
(thermocouple
typeK)
Diffuseur
enopaline
Obturateur
Plandemesure
objectifphoto
NIKON50mm
Filtrepassebande
0,7µm‐0,95µm
Figure 3 : Schéma du dispositif expérimental
3.2. Validation de la mesure de température
Pour valider la méthode, nous avons étudié un échantillon d’acier inoxydable 316L poli
entre 650K et 850K, pour lequel, nous comparons la mesure du thermocouple de surface à la
température obtenue par la méthode optique. Pour limiter les erreurs dues aux fuites
thermiques du thermocouple, nous faisons coïncider la zone de mesure par voie optique à
celle du thermocouple.
Nous constatons dans le Tableau 1 une très bonne concordance entre la température
mesurée par thermocouple et par voie optique (écart <0,5%), ce qui valide la méthode. Les
incertitudes sur la température déterminées par pyroréflectométrie sont estimées par la
méthode de Monte-Carlo en introduisant dans notre modèle les bruits expérimentaux de
chaque luminance. L’émissivité évaluée par réflectométrie est cohérente avec la variation
linéaire de l’émissivité en fonction de la température prédite par la loi de Hagen-Rubens.
Thermocouple
soudé en surface
Température calculé par
pyroréflectométrie Ecart relatif
Pyro/Therm
Emissivité
calculée
K K - -
667,5 +/- 0,1 670,4 +/- 1,5 -0,43% 0,286
695,6 +/- 0,1 696,7 +/- 1,0 -0,16% 0,319
727,8 +/- 0,1 728,7 +/- 0,9 -0,12% 0,316
752,5 +/- 0,1 752,6 +/- 0,9 -0,01% 0,319
775,5 +/- 0,1 775,6 +/- 0,9 -0,01% 0,323
797,9 +/- 0,1 796,3 +/- 0,7 0,20% 0,345
822,8 +/- 0,1 820,1 +/- 0,6 0,33% 0,363
847,6 +/- 0,1 847,5 +/- 0,3 0,01% 0,355
Tableau 1 : Comparaisons entre les températures du thermocouple et de la pyroréflectométrie
4. Application au Wafer
Nous avons réalisé sur notre banc d’essai une mesure de température pour un wafer en
Silicium (ε=0,6) et un wafer en Silicium avec en surface une couche d’oxyde de Silicium